下载文档原格式
电弧炉钢铁冶炼中的优化调控技术研究电弧炉是钢铁冶炼的重要设备之一，其通过高温下的电弧放电、炉料熔化、合金化学反应等过程，将铁源、废钢等原料转化为高质量的钢材。
在钢铁生产领域，电弧炉钢铁冶炼已经成为主要的生产方式，在现代化的冶炼企业中已广泛使用。
但是，在电弧炉冶炼中，炉温控制和化学成分控制等问题一直是影响产品质量和生产效率的关键因素。
因此，研究电弧炉中的优化调控技术，对于提升炉冶产能、提高冶炼质量等方面有着重要作用。
1.电弧炉优化调控技术的研究现状随着科学技术的不断发展，电弧炉优化调控技术研究层出不穷。
其中，炉温控制、化学成分控制、结构优化等方面的技术研究成果应用广泛，并在生产中得到了有效运用。
(1)炉温控制在电弧炉冶炼中，炉温是影响产品质量的主要因素之一。
通过对电弧炉炉壳、炉衬、冷却水、进水温度、气体流量等因素进行综合优化调控，可以实现炉温的精准控制。
目前，热补偿、模型预测、智能控制等技术已广泛应用在电弧炉炉温控制中。
(2)化学成分控制电弧炉钢铁冶炼的化学成分控制难度较大，因为炉内化学反应较为复杂，需要采用多种手段进行控制。
目前，化学成分控制主要依靠离线分析和在线监测技术。
离线分析主要通过对钢水的取样和分析来确定钢水的化学成分，通常需要较长时间才能获得准确数据。
在线监测技术利用传感器对炉内参数进行实时采集，然后将数据通过计算机处理，反馈到控制系统中进行调控操作。
在线监测技术具有响应速度快、精度高等优点，在实际生产中得到广泛应用。
(3)结构优化电弧炉的结构优化是提高炉冶效率的重要手段之一。
通过对底吹氧气的位置、角度、速度等参数进行调整，可以有效控制氧气吹入、钢液的混合均匀度，从而实现炉内物料的快速熔化和高效合金化。
此外，通过合理设计炉衬、电极和电弧头等结构，可以降低电能的损失，提高能量利用率。
2.电弧炉优化调控技术面临的挑战尽管电弧炉优化调控技术已经取得了不小的进展，但是仍然面临着一系列的挑战。
(1)精度问题电弧炉优化调控技术的精度问题一直是困扰该领域科研人员的难题，在实际应用中易出现误差较大的情况。
完善电炉冶炼工艺降低冶炼成本电弧炉短流程炼钢以其在投资、效率、环保等方面的优势，成为世界钢铁生产的两大主要流程之一。
但是目前电炉投产主要存在以下几个问题：造渣工艺，炉渣泡沫化程度不稳定，跑钢现象严重；终点C含量低，过氧化严重；下渣严重，回P严重，成分内控一次合格率低等主要问题，通过完善电炉冶炼工艺可解决此类问题。
1、优化造泡沫渣工艺优化石灰、白云石等辅料加入量、加入时间、加入批次等，控制冶炼全程炉渣碱度与泡沫化性能。
碳氧化反应剧烈时，控制好脱碳速度，防止熔池大沸腾，涌渣包裹未熔化废钢与渣料。
在C-O反应逐渐减弱，应及以促进CO气泡钢和渣料的生成，及时喷吹碳粉，维持熔渣的正常泡沫化。
通过对泡沫渣的优化，渣中氧化铁含量得到降低，因渣量大造成的渣罐溢渣问题得到改善，根据送电量规范了流渣时机减少渣中跑钢现象。
根据炉渣分析结果，将白云石用量控制500-1000kg炉炉渣中Mg0含量控制50%左右，满足电炉护炉基本需求，前炉材寿命从投产初期229炉提高522炉。
实践证明：炉渣控制得当，电炉冶炼可能比消耗铁矿石的高炉能更好地控制钢铁的韧性等品质。
2、提高电炉终点工艺控制水平（1）生产保障：设立了生产准备保障、电炉炼钢保障、技术质量保障、设备材料保障四个小组。
从原料供应、工艺研究、设备保障等方面为电炉终点碳提高进行协调保障。
（2）生产管理：电炉终点碳含量纳入车间经济责任制和四个小组津贴竞赛指标，在四个小组开张竞赛攻关（3）技术支持:结合环保控制情况，依据铁水和生铁资源变化，制定相应的炉料结构方案与装入制度，稳定电炉配碳量。
（4）操作工艺:完善了不同炉料装入结构时的送电制度、氧燃就比模式、（4）吹炼模式：确定了吹氧量与配碳量之间的规律;根据炉衬侵蚀情况，调整氧枪使用。
（5）炉型维护:利用更换出钢口对电炉炉型进行进一步维护，保证熔池均匀，提高操作稳定性。
3、多功能炉壁碳氧喷枪技术电炉采用当代最先进的多功能炉壁碳氧喷枪技术，以最简便、最有效的方式向电炉炼钢提供化学能，实现强化供氧、消除EBT冷区，有效缩短冶炼周期、降低电耗、提高金属收得率，达到降低生产成本和提高生产率的目的。
电炉硅铁生产中的工艺参数优化研究电炉硅铁是一种重要的冶金原料，在钢铁工业中占有重要地位。
它的主要组成元素是硅和铁，具有高熔点、耐腐蚀以及良好的热稳定性等特点。
由于电炉硅铁在钢铁制造中的广泛应用，其工艺参数的优化研究对提高生产效率、降低生产成本以及保证产品质量具有重要意义。
工艺参数的优化研究是指通过调整电炉硅铁生产过程中的各种参数，并对其进行合理的优化，以达到提高产品质量、降低能耗和生产成本的目标。
在电炉硅铁生产过程中，影响产品质量的因素众多，包括原料的成分和质量、电炉的结构和操作方式、矿石的粒度和含水量等。
因此，通过对这些因素进行综合考虑和优化调整，可以提高电炉硅铁的生产效率和质量。
一、原料的选择和预处理原料的选择对电炉硅铁生产的影响非常重要。
硅铁的原料主要是含有铁和硅的矿石，如高硅铁矿、低硅铁矿、高硅石英等。
在选择原料时，首先要考虑其成分和质量是否符合生产要求。
通过化学分析和质量检测，选择具有高品质和合适成分的原料；其次，还要考虑原料的供应稳定性和价格因素。
对于原料的预处理，可以采取矿石破碎、磁选和洗选等工艺，以提高矿石的利用率和品质。
二、电炉的结构和操作方式电炉的结构和操作方式直接影响到电炉硅铁生产的效率和质量。
在电炉的结构方面，要合理设计炉体结构，提高炉内温度和热均匀性，以及炉料的均布度。
同时，还要考虑冷却系统和煤气净化系统的优化，以提高炉冷却效果和提高煤气清洁度。
在操作方式方面，要合理设置电极和喷枪的位置，控制好电流和电压的大小，以及控制好焦炭和矿石的加入速度和方式，以确保电炉硅铁生产过程的稳定性和可控性。
三、矿石的粒度和含水量矿石的粒度和含水量是影响电炉硅铁生产的重要因素之一。
在电炉硅铁生产过程中，矿石的粒度对反应速度和反应效率有着重要影响。
一般来说，细颗粒的矿石更容易被还原，因此可以提高反应速率。
另外，矿石的含水量也会影响电炉的能耗和生产效率。
高含水量的矿石会增加加热能量的消耗，因此需要通过合理调整干燥设备和溶解设备等工艺参数，以提高矿石的干燥效果和降低水分含量。
炼钢工艺提升方案
炼钢工艺是决定钢铁品质的重要因素之一，工艺的不断提升不仅
可以提高钢铁品质，还可以提高生产效率。
本文提出几点炼钢工艺方
面的提升方案。
1. 提高炉温控制精度
钢材的品质决定于熔炼的温度、成分等参数。
因此，对炉温的控
制是至关重要的。
建议采用自动化控制系统，将炉温控制精度提高到
1~2℃。
2. 家具自动化喷淋冷却系统
钢铁熔炼后需要进行快速冷却以获得理想的硬度和其它物理性能。
传统的冷却方法是喷水，但是水喷淋的过程难以精准控制，容易对熔
融金属造成损害。
因此，建议采用自动化喷淋冷却系统，可以使冷却
过程更加精准和效果更佳。
3. 优化结晶器结构
结晶器是决定钢材晶粒尺寸的关键部件，而晶粒尺寸又极大地影
响了钢材的物理力学性能。
优化结晶器结构，可以通过改变流场、拆
分和加速冷却气流、优化结晶器换向等方法来控制晶粒的尺寸和分布。
4. 采用高能耗电磁搅拌技术
采用高能耗电磁搅拌技术可以改变钢液流动路径和流场，从而改善钢液的混合和均匀性，减轻液流速度差的影响，克服流动惯性和自然对流带来的影响。
5. 提高氧化物的还原能力
氧化物是钢铁熔炼过程中自然而然生成的物质，它们对成分和性能的影响是非常大的。
当前的处理方式常见的是加入还原剂中和，这是一种低效且易受炉底响应的方式。
建议通过改变气氛控制等方法提高氧化物的还原能力，使整个还原产物达到标准化指标。
结论
本文提出的几点炼钢工艺方面的提升方案，可以提高钢铁的品质和生产效率，具有重要的科学性和可实施性，是炼钢行业的一个重要研究方向。
钢铁行业钢铁生产工艺优化与环境保护钢铁行业作为国民经济的重要支柱产业，在推动经济发展和社会进步的同时，也面临着环境保护的严峻挑战。
为了实现钢铁产业的可持续发展，必须进行工艺优化并采取有效措施保护环境。
本文将讨论钢铁生产工艺的优化以及相应的环境保护措施。
一、钢铁生产工艺的优化1.1 高炉冶炼工艺优化高炉是钢铁生产的核心设备，其冶炼工艺对环境保护具有重要影响。
优化高炉冶炼工艺，降低炉内温度，可以减少燃料的消耗、减少温室气体排放。
采用先进的炉衬材料，可以降低炉温、减少热量损失和炉衬的磨损，提高高炉效率。
1.2 炼钢工艺的改进炼钢工艺是将生铁转化为钢的关键环节。
在炼钢过程中，冶炼温度的控制和炉渣的处理是优化工艺的重要方面。
采用先进的温控系统和自动化技术，可以精确控制冶炼温度，提高炼钢效率。
同时，合理处理炉渣，减少对水资源的占用和对环境的污染。
1.3 产品制造工艺的改良产品制造工艺是钢铁行业的另一个重要环节。
采用先进的设备和工艺，可以减少资源消耗和废物产生。
比如，在钢铁轧制过程中采用先进的轧制工艺和设备，可以减少轧制能耗，并避免因轧制产生的废气和废液对环境的污染。
二、环境保护措施2.1 减少大气污染物排放钢铁生产过程中产生大量烟尘、废气和有害气体等污染物。
为了减少对大气环境的影响，应采取有效的措施控制排放。
安装高效除尘设备，对烟尘进行有效处理；采用高效燃烧设备，减少废气中的有害气体排放；并进行定期的环境监测和排放标准的严格执行，确保排放达标。
2.2 废水处理和循环利用钢铁生产过程中产生的废水含有高浓度的有机物和重金属等污染物，对水体环境产生严重危害。
应建立废水处理系统，对废水进行处理降解有机物和去除重金属等污染物。
同时，积极推广水的循环利用，减少对水资源的占用和对水环境的破坏。
2.3 循环利用和资源节约钢铁行业是能源和资源的消耗大户，在优化生产工艺的同时，还应积极推广循环经济和资源节约利用。
通过废渣、废气、废水的资源化利用，减少对自然资源的占用；通过回收利用钢铁产品和废旧钢铁制品，降低原材料消耗。
炼钢工艺提升方案背景介绍炼钢是将生铁、废钢等原材料经过加热、融化、除杂等工艺最终得到各种不同用途的钢材的过程。
炼钢工艺对生产成本、产品质量和环境保护等均有重要影响。
因此，炼钢企业需要持续不断地探索和优化工艺，提升生产效率，降低成本，提高产品质量。
现状分析当前，我国炼钢企业较多采用的是转炉炼钢工艺。
该工艺优点是生产周期短、效率高、装备成本低，但也存在一些问题。
比如，硫和磷等元素的控制难度较大，易导致质量问题；废气排放量大，对环境造成较大影响。
方案建议为了解决当前工艺存在的问题和瓶颈，以及提升炼钢工艺的效率和质量，我们建议企业在以下几个方面进行工艺优化和改进：1. 采用电弧炉炼钢工艺相较于传统的转炉炼钢工艺，电弧炉炼钢工艺具有更好的质量控制能力。
同时，该工艺相对环保，废气排放量较低，符合现代环保要求。
因此，我们建议炼钢企业可以逐步转向电弧炉炼钢工艺。
2. 优化废钢炼钢工艺废钢是炼钢企业的主要原料之一。
优化废钢炼钢工艺可以提高废钢利用率和炼钢效率。
具体方案包括：•加强废钢预处理，控制废钢含杂率，减少废钢中硫、磷等元素的含量。
•采用适当的熔炼技术，提高钢水质量。
•深度加工废钢，提高废钢的价值。
3. 优化调剂和合金化工艺调剂和合金化是炼钢的重要环节。
优化调剂和合金化工艺可以有效控制硫、磷等元素含量，提高产品的质量。
具体方案包括：•选用优质原材料，控制铜、锰、铬等元素含量。
•合理调整吸收剂的配比，控制钢液的成分。
•采用比较先进的合金化技术，提高钢水质量。
4. 加强监控和控制炼钢过程中需要对各环节参数进行监控和控制，才能保证产品质量和生产效率。
建议企业应加强自动化监控和控制技术应用，提高生产线的自动化水平和生产效率。
实施效果预估通过实施以上优化措施，预计可以实现以下效果：•提高产品质量，降低废品率。
•实现更高的成品率，降低生产成本。
•减少废气排放量，提高环保水平。
•提高生产效率，增加企业经济效益。
结论炼钢工艺是炼钢企业的核心竞争力。
电炉特种铁合金的熔炼技术优化在电炉特种铁合金的熔炼技术优化方面，为了提高生产效率、优化产品质量以及降低能耗，工程技术人员不断寻求创新和改进。
本文将从电炉熔炼工艺、原料选择、温度控制和设备优化等方面，探讨电炉特种铁合金的熔炼技术优化。
首先，电炉熔炼工艺是熔炼技术优化的关键。
传统的电炉熔炼工艺主要包括预处理、冶炼和精炼三个步骤。
在预处理阶段，原料经过破碎、筛分等处理，确保原料质量的均匀性和稳定性。
在冶炼阶段，通过适当的电子炉的操作参数调整，调控电炉内气氛的组成和温度的分布，以实现合金成分的均匀和终点温度的控制。
在精炼阶段，通过加入合适的炼渣和炼钢剂，进一步提高合金的质量，同时去除有害杂质。
如今，随着科技进步和工艺创新，一些新的熔炼工艺已经应用于电炉熔炼中，例如等离子体技术、连铸技术等，这些新工艺大大提高了熔炼的效率和产品的质量。
其次，合理的原料选择对电炉特种铁合金的熔炼技术优化至关重要。
在电炉熔炼过程中，原料的选择直接影响合金的成分和性能。
一般来说，原料的化学成分和物理性质需要满足特定要求，才能确保最终产品的质量。
此外，原料的粒度和湿度也需要控制在一定范围内，以保证熔炼过程的稳定性和效率。
温度控制是电炉特种铁合金熔炼技术优化的另一个重要方面。
在电炉熔炼过程中，准确控制温度分布对于保证合金成分的均匀性和熔化效率至关重要。
通过控制电炉内部电极的位置和功率输入，可以调整电炉内的温度分布。
同时，合理的冷却设备也可以对熔炼过程中的温度进行控制，以避免过度升温和过热引发的问题。
最后，设备优化是电炉特种铁合金熔炼技术优化的重要手段。
电炉的结构和设计对熔炼效果和能耗有很大影响。
一些新颖的电炉结构，如带有导电涂层的电极、喷雾冷却系统等，可以提高电炉的热效率和熔炼效果。
此外，对于大型电炉，还需要考虑电力供应和排烟系统的优化，以确保熔炼过程的安全和环保。
总之，电炉特种铁合金的熔炼技术优化涉及到工艺、原料、温度控制和设备等多个方面。
电炉普通铁合金冶炼过程中的能耗分析与优化引言：随着工业化的发展，铁合金冶炼是全球钢铁产业中的关键环节之一。
在铁合金冶炼过程中，能耗是一个重要的经济和环境因素，对于企业的盈利能力和可持续发展具有重要影响。
因此，对电炉普通铁合金冶炼过程中的能耗进行分析与优化是非常必要的。
1. 能耗分析1.1 电炉铁合金冶炼工艺介绍电炉普通铁合金冶炼是利用电能通过跨电极弧间的放电、电弧加热和电极燃烧等过程将生铁矿石和废钢进行还原冶炼。
此过程具有快速、高效、低碳等优点。
1.2 能耗组成分析电炉普通铁合金冶炼的能耗主要由以下几个方面构成：电能消耗、燃料消耗、冷却水消耗和烟气排放等。
其中，电能消耗占总能耗的大部分比例。
1.3 能耗变动原因分析能耗的变动与冶炼过程中矿石原料性质、冶炼温度、物料配比、操作方式以及电炉设备状况等因素密切相关。
通过对这些因素的分析，可以找出能耗波动的原因。
1.4 能耗分布分析电炉普通铁合金冶炼过程中的能耗分布非常复杂，主要包括废气热量利用、电弧燃烧热利用、电极材料热利用等方面。
通过能耗分布分析，可以找到能耗的重点领域，并有针对性地进行优化。
2. 能耗优化2.1 提高电炉冶炼效率提高电炉冶炼效率是减少能耗的重要方法之一。
通过优化矿石原料选择、合理调整冶炼温度和物料配比，可以提高冶炼效率，减少能耗。
2.2 优化电炉操作方式电炉普通铁合金冶炼过程中，操作方式的优化对于能耗的降低也具有重要意义。
通过减少电弧燃烧时间、提高电极寿命以及合理利用废气和废热等措施，可以降低能耗。
2.3 废气和废热的热能回收利用废气和废热的热能回收利用是减少电炉能耗的另一重要方法。
通过热交换设备等措施，可以回收利用冷却废气和冷却水的热量，减少能源的消耗。
2.4 更新和改进电炉设备更新和改进电炉设备也是能耗优化的有效途径。
采用高效节能的电极材料、改善电弧燃烧条件以及改进电炉结构等措施，可以降低能耗并提高冶炼效率。
2.5 开展能耗监测与评估定期开展能耗监测与评估对于能耗的优化非常重要。
炉形优化对钢铁冶炼过程的影响研究
钢铁冶炼是现代工业中至关重要的一环，而炉形优化则是冶炼过程中一个不容忽视的关键因素。
通过对炉形进行优化，可以显著提高冶炼效率、降低能源消耗、减少环境排放，从而对钢铁冶炼过程产生积极的影响。
本文将探讨炉形优化对钢铁冶炼过程的影响，并分析其在提高生产效率、节能减排等方面的具体作用。
首先，炉形优化对钢铁冶炼过程的影响体现在提高生产效率方面。
通过合理设计和优化炉形结构，可以实现炉内温度、压力、流动等参数的均衡分布，从而提高冶炼反应的速率和效率。
优化后的炉形能够更好地促进燃料与原料的充分混合和反应，减少非生产性时间，提高冶炼周期产量，降低生产成本，提升企业的竞争力。
其次，炉形优化还对钢铁冶炼过程的节能减排方面产生显著影响。
传统的冶炼炉形可能存在能量损失大、燃烧不充分等问题，而经过优化设计的炉形可以有效减少能源消耗。
例如，采用先进的燃烧控制技术、热交换技术和余热利用技术，可以最大程度地提高能源利用率，减少燃料消耗，降低碳排放和其他污染物排放，实现绿色、可持续的钢铁生产。
此外，炉形优化还可以改善冶炼过程中的工作环境和安全性。
合理设计的炉形结构能够降低炉内温度梯度，减少热辐射和烟气排放对工作人员的影响，提高工作场所的舒适度和安全性。
同时，优化后的炉形还能够减少设备运行故障和事故发生的可能性，保障生产设备和人员的安全。
总的来说，炉形优化对钢铁冶炼过程的影响是多方面的，既包括提高生产效率、节能减排，也包括改善工作环境和安全性等方面。
随着科技的不断发展和应用，炉形优化将在钢铁冶炼工业中发挥越来越重要的作用，为实现钢铁行业的绿色、高效发展提供重要支撑。
电炉炼钢工艺优化摘要：针对国内电弧炉炼钢技术存在的问题，探讨了电弧炉炼钢强化工艺：改善炉料结构，优化冶炼工艺，开发环保技术。
关键词：电炉；废钢；直接还原铁；环保1 前言由于电炉钢的投资少，劳动生产率高，经济规模小且对环境的影响小，因此，近年来，电炉正在迅速发展，电炉钢的增长远远高于氧气转炉钢的增长。
自20世纪90年代以来，国内先后引进了30多座先进的超高功率电弧炉，但与世界先进水平相比，仍存在不足和差距，主要表现在：（1）高水平的装备，低水平运行。
废钢预热效率低，炉衬寿命低，偏心底出钢自然开浇率低，连浇炉数低及铸坯热送比例低。
（2）一条短流程生产线投产后形成一流的装备，二流的工艺，三流的原料等被动局面。
废钢炉料质量差，装料次数多、时间长；熔氧结合工艺效果差，跟不上超高功率电弧炉的节奏；泡沫渣操作不稳定，发泡厚度低、维持时间短，难以实现长弧操作等。
（3）配套技术不完善。
如氧—燃烧嘴、机械手氧枪及二次燃烧等国外已成熟的技术，国内大多数没有采用，少数采用的，效果不理想。
（4）环境污染严重。
大部分超高功率电弧炉有排烟除尘设备，但效果不理想，电炉噪音急待解决。
电炉高温烟气浪费，废渣的回收利用几乎为空白及电网公害、用电质量低下等。
因此，有必要对电弧炉炼钢工艺作进一步探讨，以实现工艺效果的最佳化。
2 电弧炉炼钢工艺优化2.1 优化炉料结构2.1.1 废钢高温预热该项技术利用废气显热或燃烧热将废钢预热到较高温度、然后以连续或半连续上料方式加入电炉。
对于这种废钢高温预热技术，其功能要求有：○1防止废钢在高温预热时粘结；○2提高预热效率；○3预防废气中未燃CO的安全措施；○4预防二恶英及难闻气体的措施；○5设备上要求装炉废钢形状的自由度增大；开发经济的、紧凑式、耐磨损设备。
为此，应加大以下技术开发：○1挖掘吹氧潜力，控制废气温度；○2向燃烧室添加废钢的技术和废气燃烧技术；○3CO防爆技术；○4废气处理技术；○5利用夹具、推杆等装置，稳定地完成各种形状废钢上料操作；○6设备冷却及耐火材料选择。
电炉烟气含热占其总支出热的17%~18%，应利用其预热废钢降低电耗，近几年国外开发出几种利用烟气余热并外加一次能源的新型电炉：双壳竖炉电炉（CSF）、单壳竖炉电炉（SSF）、连续弧竖炉电炉（CONTIARC）。
这些新型电炉有如下特点：（1）使用双或单炉壳，并在炉顶预热废钢；（2）除利用烟气余热外，采用天然气或油、煤、碳粉等和氧气结合预热废钢和冶炼，其中CONTIARC（90MV·A）的烟气余热利用率最高，达90%；（3）电能消耗明显降低，但如加上非电能的总能耗，与一般UHP电炉相差并不太多，其主要意义在于使用一次能源代替电能，提高能源利用率；（4）CONTIARC密封性较好，热效率较高，性能优于其它两种。
SSF虽占地较小，但其椭圆形炉壳的炉内壁热负荷不够均匀，会影响变压器功率的发挥，且出钢口在炉内维护不太方便。
CSF虽占地稍多，但与SSF相比参数较好。
如将废钢预热到800℃，电耗可望降低70kWh/t[1]。
2.1.2 开发替代铁资源（1）必要性随着电炉炼钢业的发展，废钢短缺。
解决电炉所用金属料问题已经越来越突出地摆在我们面前。
据世界金属导报预测，中国废钢短缺将更显得严重。
近年来，我国的电炉发展迅速，仅江苏及上海就有15台大电炉投产，生产能力达到700万t，福建、广东、云南等地也有一批电炉投产。
这些地区只能解决部分废钢供应，部分要依赖外购，废钢问题尤为突出。
我国每年废钢缺口达到500~800万t[2]，且短期内难于缓解。
目前世界废钢市场需求大于供给，废钢价格上扬，依赖进口，将使电炉钢很难有什么经济效益。
随着废钢多次循环使用以及涂镀层钢铁制品的增加，废钢中有害杂质不断增加，特别是Sn、As、Cu、Sb等，它们在冶炼时大多无法或难于去除而成为钢中的残留元素。
这些有害元素在钢水凝固时多数在晶界析出，钢坯在高温加热时，又在表面富集，因此形成了低熔点区，极易形成热脆。
钢的塑性、延伸率、冲击韧性降低。
部分合金结构钢中五害元素（Pb、As、Sb、Bi、Sn）增加，在320~400℃或520~570℃回火处理时引起回火脆性，尤其对中温长期应用的更为危险。
五害元素的增加还会导致钢的焊接冷裂纹敏感性，在板材上影响成型性。
因此，应将五害元素控制在一个较低的水平。
对优质合金结构钢，五害元素含量应分别控制在≤0.02%。
为此，可采用以下措施：○1在入炉原料中配入一部分直接还原铁和生铁起稀释作用。
○2用机械方法或化学处理工艺去除循环旧废钢中的有害杂质元素，但会增加成本。
（2）生铁我国生铁价格与国内优质废钢价格相近。
生铁中金属残余元素很低，因而含S、P较低的生铁也是一种冶炼优质钢的金属炉料。
我国在这方面已有成功的经验。
巴西MJS公司10多年来在84tUHP电炉炉料中配加35%的冷生铁，效果很好。
电耗、电极和耐火材料的消耗降低，冶炼时间缩短，生产率提高，仅吹氧管消耗和石灰消耗略有增加。
其中氧耗增加1m3/t相应节电3.6kWh/t。
同时由于吹氧脱碳沸腾时的脱气作用，钢水中氮含量（比全废钢冶炼）显著降低。
加之生铁中残余元素含量很低（Cu+Cr+Ni+Sn=0.04%），因而钢质量达到了优质钢的要求[3]。
热装铁水，是当今的热门话题。
热铁水中的金属残余元素含量很低，而且每吨热铁水大约携带有500kW·h的热量，其中物理热大约为300kW·h，化学热（与氧作用后）大约为200kW·h。
配加30%热铁水，电耗约降低100kWh/t，配加50%的热铁水，电耗降低可达200kWh/t[3]。
电炉兑装大量铁水带来的问题是脱C速度的限制。
电炉的脱C速度一般为0.1%[C]/min，低于转炉中0.3%[C]/min的脱C速度[4]，因而电炉中铁水兑装量不宜超过50%。
此外，铁水脱碳产生的炉气量较大，炉气处理系统负担加重，故热铁水总装入量以30%~40%为宜。
铁水的生产有高炉法和熔融还原法。
当今世界上许多国家都致力于无焦冶金—熔融还原法。
最近十年来开发的熔融还原炼铁技术很多，大多数尚处于试验研究阶段。
COREX法是目前世界上唯一实现工业生产的熔融还原炼铁技术。
在美国、澳大利亚、意大利等国得到了发展（150~200万t/a）。
就资源及生态环境而言，该法更适合我国国情。
（3）直接还原铁采用煤基和气基DRI炼钢技术有如下优越性：○1钢中有害元素Sn、Sb、As、Bi含量大幅度降低，提高了钢材断裂韧性、热加工塑性、冷加工可塑性；○2钢中S、P含量降低，提高钢材冲击韧性，降低脆性转变温度；○3缩短电炉精炼期，提高Ni、Mo等有价元素收得率。
○4降低钢中[H]及[N]含量；○5用DRI炼优质合金钢热变形能力良好，适合于作深冲钢板；○6用煤基回转窑法生产DRI可不经冷却筒直接热装电炉，可提高电炉生产率与降低吨钢电耗。
在我国，煤炭资源丰富，而石油及天然气供需不平衡，因此，发展煤基直接还原铁更适合我国资源条件。
煤基直接还原流程成熟的工艺是德国的SL/RN法、英国的DRC法、法国的Codir法等。
国内本钢南芬矿、辽阳棉花堡矿、山东金岭矿、太钢尖山矿、陕西大南沟矿、安徽霍邱矿及海南矿均符合DRI要求，有一定资源条件。
目前辽宁喀左县、吉林桦甸、河南登封、鲁中矿山公司等地正在推广回转窑直接还原技术。
天津大无缝钢管厂引进英国Davy 公司关键技术及设备，兴建了年产30万tDRI的两条φ5m×80m回转窑生产线。
直接还原铁技术发展动向：1）热压铁块（HBI）。
经还原工艺生产的直接还原铁在高温状态下压缩成形好，成为高体积密度的型块，且具有高的导电率和热传导率。
高密度意味着可促进熔化和减少氧化所造成的铁损。
而且热压铁块在炼钢操作中具有降低钢中残余元素和硫含量的稀释效果。
近几年来，全世界所生产的直接还原铁中热压铁块的比例在逐年增加。
2）碳化铁（Fe3C）。
碳化铁是以铁精矿粉为原料，用合成煤气（用部分转化的天然气合成）在流态化床中反应生成的产品，反应式为：3Fe2O3＋5H2＋2CH4=2Fe3C＋9H2O 碳化铁具有不自燃、流动性好的特点，它含磷、硫低，碳含量高，冶金性能好，其成本低于海绵铁和热压铁块，是一种理想的炼钢原料。
我国的海南、新疆、四川等地有较大的天然气和铁矿贮量，尤其是国外优质铁矿的大量进口，这些为我国生产碳化铁提供了客观的资源条件。
电炉钢厂可采用直接还原铁＋生铁＋废钢的炉料结构，根据钢质量要求和直接还原铁的价格，考虑合适的配加量以满足冶炼优质钢的要求和解决废钢不足问题。
采用30%~40%的热铁水＋废钢的炉料结构，有利于提高电炉钢的质量和降低电耗及成本，这也是一种解决废钢短缺的合理对策。
2.2 优化冶炼工艺单元工序的技术进步在于顺应系统总体优化的要求，电炉炼钢是电炉钢厂的上流工序，是全厂生产顺利流畅的前提。
优化电炉冶炼工艺的指导思想是以保证质量为基础，以提高生产率为目标，在实现电炉冶炼—连铸匹配的同时使各项消耗和成本大幅度降低。
近年来先进电炉钢厂采取的技术措施如图1所示。
(1)电弧炉的功能分化现代电弧炉冶炼工艺，改变了传统的“老三期”一统到底的落后工艺路线，变成废钢预热（SPH）—超高功率电弧炉（UHP）—二次精炼（SR）配合连铸或连轧，形成高效节能的“短流程”优化流程，见图2。
其中把熔化期的一部分任务分出去，采用废钢预热，再把还原期的任务移到炉外，采用熔氧期合并的快速冶炼工艺。
（2）强化用氧为降低电耗采用氧燃烧嘴和氧碳喷吹强化冶炼，这两项措施可使UHP电炉冶炼周期缩短到1h左右，并可分别降低电耗30和60kW·h/t，从而使熔化电耗降低到340~350 kW·h/t[5]，但需结合厂情，且用氧参数要合理。
氧压一般要求在0.5~0.6MPa，吹氧时间不宜过长，以防热损失增加而降低了吹氧作用。
有的厂废钢处理未达到期尺寸要求，在炉内吹氧切割大块废钢，也使氧耗量增加。
（3）动态控制方法的开发该方法通过检测废气成分等来确定泡沫渣的状况，并将此信息反馈到操作条件中。
此方法可望降低电耗10Kw·h/t[1]，并能提高金属收得率。
（4）提高LF处理率LF处理率提高到60%以上，可大大提高电炉生产率，提高钢水终点成分及温度命中率，提高连铸生产率，改进产品质量。
通过降低出钢温度，缩短精炼时间等改进措施，能降低电耗25~30kW·h/t。
2.3 优化环保工艺制造流程优化是节能、清洁生产最根本的支撑力量。
电炉工艺在未来的发展中必须注重环保，和环境友好共存，并使无害化处理的负担最小化。
这方面主要的技术包括：降低废气中二恶英浓度的技术；电炉烟尘的处理技术；噪音的抑制；电网公害的抑制。
